JP2006071942A - Lens frame driving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動子を用いた駆動源を有するレンズ鏡枠駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens barrel driving device having a driving source using a vibrator.
従来、レンズ進退駆動のための駆動源として超音波振動子モータを適用するものであって、マニュアル操作、電動駆動とが可能なレンズ鏡筒として特許文献1に開示されたものがある。このレンズ鏡筒は、環状の回転型振動モータを内蔵しており、マニュアルフォーカス動作を行うための円環状のマニュアルリングがレンズ鏡筒の外周部に設けられている。該マニュアルリングは、その内周部にてオートフォーカスを行うための振動型モータの出力端部に対して遊星機構を介して連結されている。このレンズ鏡筒では上記遊星機構を介してレンズのマニュアルフォーカス駆動とオートフォーカス駆動によるフォーカシングが可能である。
上記特許文献1には、上述のように回転型振動モータを適用する回転駆動型のレンズ鏡筒について記載されており、このような回転駆動型のレンズ鏡筒では、レンズ枠を進退させるための変換機構を必要とし、レンズ鏡筒構造が複雑化することは避けられない。そして、この特許文献1には、リニア型振動モータを適用して直接レンズを進退駆動するレンズ鏡筒についての記載はなされていない。
本発明は、上述のような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成を有する移動レンズ進退のためのマニュアル操作と電動駆動とが可能なレンズ鏡枠駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object thereof is to provide a lens barrel driving device capable of manual operation and electric driving for moving lens advancement and retraction having a simple configuration. To do.
本発明の請求項1記載のレンズ鏡枠駆動装置は、屈曲定在波振動と縦振動との合成による楕円振動を発生する少なくとも1つの振動子と、上記振動子の楕円振動の作用を受け、上記振動子に対して相対的に光軸方向に沿って直進駆動される電動用駆動部材と、手動操作に応じて、光軸方向に沿って移動可能に設けられた手動用駆動部材と、上記電動用駆動部材の外面と上記手動用駆動部材の内面とに圧接接触して光軸方向に沿って転動可能な転動体が配設されていて、上記電動用駆動部材と上記手動用駆動部材との相対的な光軸方向に沿う移動を受けて回転しながら移動する上記転動体と一緒に光軸方向に沿って直進移動する被駆動部材とを有する。
The lens barrel driving device according to
本発明の請求項2に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記振動子は、上記電動用駆動部材の内面に対して押圧接触するように設けられている。 A lens barrel driving device according to a second aspect of the present invention is the lens barrel driving device according to the first aspect, wherein the vibrator is provided so as to be in press contact with the inner surface of the electric driving member. It has been.
本発明の請求項3に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記転動体は、その回動軸が光軸に対して垂直な面に平行な方向となるように配置されている。 A lens barrel driving device according to a third aspect of the present invention is the lens barrel driving device according to the first aspect, wherein the rolling element has a rotation axis parallel to a plane perpendicular to the optical axis. It is arranged to be in the direction.
本発明の請求項4に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、さらに、上記転動体を内面及び外面に露呈するように、上記被駆動部材の内外面にわたって貫通して形成された窓部と、上記被駆動部材と光軸方向に沿って一体的に移動可能に、且つ、上記被駆動部材に対して相対的に回動可能に上記転動体を支持する支持手段とを有する。 A lens barrel driving device according to a fourth aspect of the present invention is the lens barrel driving device according to the first aspect, further comprising an inner portion of the driven member so that the rolling element is exposed to the inner surface and the outer surface. The rolling element is formed so as to be integrally movable along the optical axis direction with the driven member through the window formed through the outer surface, and to be rotatable relative to the driven member. Supporting means for supporting.
本発明の請求項5に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記振動子は、光軸に対して略垂直方向の軸周りに回動自在に軸支持されて配設されている。 A lens barrel driving apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the lens barrel driving apparatus according to the first aspect, wherein the vibrator is rotatable about an axis substantially perpendicular to the optical axis. The shaft is supported and arranged.
本発明の請求項6に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項5に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記振動子を上記電動用駆動部材に常時当接するように、光軸に対して略垂直方向に圧接付勢する付勢手段を有する。 A lens barrel driving device according to a sixth aspect of the present invention is the lens barrel driving device according to the fifth aspect, wherein the vibrator is always in contact with the electric drive member with respect to the optical axis. There is a biasing means for pressing and biasing in a substantially vertical direction.
本発明の請求項7に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、さらに、手動操作される手動回転操作部材と、上記手動回転操作部材の回動操作に応じて、上記手動用駆動部材を光軸方向に沿って直進移動するように変換する駆動変換機構とを有する。 A lens barrel driving device according to a seventh aspect of the present invention is the lens barrel driving device according to the first aspect, further comprising a manually operated manual rotation operation member and a rotation operation of the manual rotation operation member. And a drive conversion mechanism that converts the manual drive member so as to move straight along the optical axis direction.
本発明の請求項8に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、駆動される上記被駆動部材の直進移動により移動レンズを駆動する。 A lens barrel driving apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the lens barrel driving apparatus according to the first aspect, wherein the moving lens is driven by a straight movement of the driven member to be driven.
本発明の請求項9に記載のレンズ鏡枠駆動装置は、請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置において、上記電動用駆動部材、上記手動用駆動部材及び上記被駆動部材は、光軸方向に沿う直進移動のみ可能に支持された円環状の部材である。
The lens barrel drive device according to
本発明によれば、移動レンズを進退させるマニュアル操作と電動駆動とが可能なレンズ鏡枠駆動装置において、構成が簡単であるレンズ鏡枠駆動装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lens barrel driving device having a simple configuration in a lens barrel driving device capable of manual operation for moving the moving lens back and forth and electric driving.
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第一の実施形態であるレンズ鏡枠駆動装置を内蔵する鏡枠装置の分解斜視図である。図2は、上記鏡枠装置の固定枠に超音波アクチュエータを装着した状態を示す斜視図である。図3は、上記鏡枠装置の超音波アクチュエータを装着状態の固定枠に対して移動枠を嵌入させた状態を示す斜視図である。図4は、上記鏡枠装置の従動枠に駆動ローラを挿入した状態を示す斜視図である。図5は、上記鏡枠装置の斜視図(一部を断面で示す)であって、駆動初期状態を示す。図6は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、移動枠による駆動状態を示す。図7は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、外枠による駆動状態を示す。図8は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図5に対応する状態を示す。図9は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図6に対応する状態を示す。図10は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図7に対応する状態を示す。但し、図5〜7においては、図面が煩雑になるのを避けるため、図1に示されている後述のレンズ保持枠9と撮影レンズ10とが省略されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a lens barrel device incorporating a lens barrel driving device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which an ultrasonic actuator is mounted on the fixed frame of the lens barrel device. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the moving frame is inserted into the fixed frame in a state where the ultrasonic actuator of the lens barrel device is mounted. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a driving roller is inserted into the driven frame of the lens barrel device. FIG. 5 is a perspective view (partially shown in cross section) of the lens barrel device, showing an initial driving state. FIG. 6 is a perspective view showing a partial cross section of the lens barrel device, and shows a driving state by the moving frame. FIG. 7 is a perspective view showing a partial cross section of the lens barrel device, and shows a driving state by the outer frame. FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the lens barrel device and shows a state corresponding to FIG. FIG. 9 is a partial sectional view of the lens barrel device and shows a state corresponding to FIG. FIG. 10 is a partial sectional view of the lens barrel device and shows a state corresponding to FIG. However, in FIGS. 5 to 7, a lens holding
本実施形態の鏡枠装置1は、電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作が可能な鏡枠装置であり、図1,5に示すように固定部材である固定枠2と、固定枠2の外周の嵌入して固着される支持枠3と、電動用駆動部材である移動枠4と、手動用駆動部材である外枠5と、被駆動部材である従動枠6と、従動枠6の固着され、移動レンズである撮影レンズ10を保持するレンズ保持枠9と、固定枠2に対して付勢手段であるアクチュエータ支持板11を介して装着される超音波アクチュエータ30と、従動枠6の円環部上の貫通する穴部内に支持される転動体としてのローラ7とを具備している。なお、以下の説明において、撮影レンズ光軸をOとし、その光軸Oの沿った方向をOz方向とし、その被写体側を+Oz側、結像側を−Oz側とする。また、光軸Oに対するラジアル方向をR方向とし、光軸Oまわりの外周接線方向をT方向とする。
The
固定枠2は、カメラ本体等に固定支持される円環形状の枠部材であって、外周部下方にガイドピン2aが固着して配され、円環部の上方位置に超音波モータ部取り付け用開口部2bが設けられている。
The
支持枠3は、固定枠2の後方外周部に嵌入固着される段付き円環形状の枠部材であって、前方内周部には摩擦潤滑シート部材8が貼付して配置されており、その摩擦潤滑シート部材8の内周部に外枠5が摺動可能に嵌入する。
The
移動枠4は、固定枠2の外周部に嵌入するOz方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、移動枠4の内周部にOz方向の直進ガイド溝4aと外周部上方にOz方向のローラガイド溝4bとが設けられる。移動枠4が固定枠2の外周に嵌入した状態では固定枠2のガイドピン2aが直進ガイド溝4aに嵌入し、移動枠4は、固定枠2に対して直進ガイドされる状態となる。
The moving
従動枠6は、移動枠4の外周部に嵌入するOz方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、その前方部に撮影レンズ10を保持するレンズ保持枠9が固着されている。また、円環部上方に内外周を貫通する開口の窓部となるローラ挿入穴6aが設けられる(図5)。ローラ挿入穴6aのT方向両端には、後述するローラ7の軸部7aを支持する支持手段となるV字状、または、U字状の軸支溝6bが設けられている(図4)。
The driven
外枠5は、Oz方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、従動枠6の外周部に嵌入し、かつ、固定枠2側支持枠3内の摩擦潤滑シート部材8の内周部に嵌入する。また、外枠5の内周部上部には、Oz方向のローラガイド溝5bが設けられる。外枠5と摩擦潤滑シート部材8との間は、該シート部材8による摩擦力が存在し、外枠5は固定枠2に対して移動抵抗力を受ける状態で保持される。
The
ローラ7は、貫通する軸部7aを有するローラ部材であって、ローラガイド溝接触面に対して高摩擦係数の高い状態で接する外周面を有するものとする。ローラ7は、従動枠6のローラ挿入穴6aに挿入され、軸部7aが軸支溝6bに嵌入され、光軸Oと垂直な面に平行な状態に取り付けられる。従って、ローラ7は、従動枠6に対して回転可能で、Oz方向に一体的に移動するように支持される。
The
そして、図5に示すように従動枠6が移動枠4の外周に嵌入される。従動枠6の外周に外枠5が嵌入された状態では、ローラ7は、移動枠4のローラガイド溝4bと外枠5のローラガイド溝5bに嵌入し、当接する。ローラ7の幅とローラガイド溝4b,5bの幅は、同一であるので移動枠4と外枠5とは、従動枠6に対して回転規制される。
Then, the driven
上記嵌入状態でローラ7の外周は、ローラガイド溝4bと5bの摺動面に所定の付勢力で当接して挟持された状態で保持される。移動枠4、または、外枠5がそれぞれOz方向に相対移動した場合、ローラ7は、その外周とローラガイド溝4bと5bの摺動面の間の滑りの少ない状態で転動するので、従動枠6は、移動枠4または外枠5の相対移動方向と同一方向におよそ1/2の量だけ移動する。言い換えると、ローラ7と従動枠6とは、移動枠4、または、外枠5に対して従動枠6が差動的にOz方向に駆動される駆動変換機構を構成する。
In the fitted state, the outer periphery of the
超音波アクチュエータ30は、リニア型の超音波アクチュエータであって、図11に示すように振動子35と、接続基板であるフレキシブルプリント基板(FPC)42とからなる。振動子35は、積層圧電板35A(図16)からなり、さらに、該積層圧電板35Aを貫通し、振動の節に固着配置される支持軸(ピン)36と、振動子35の上面(図1上)側楕円振動の腹部に支持軸方向と垂直な上方向に固着される一対の駆動子39とが設けられる。
The
駆動子39の接触面は円弧状の凸面であって、その曲率は、移動枠4の内周面の曲率と同一となっている。但し、駆動子39の接触面を円弧状ではなく、平面とし、かつ、移動枠4の内周面のうち、駆動子39が接触する部分を平面に形成するようにして、均一な接触状態を保つようにすることも可能である。
The contact surface of the
振動子35に超音波駆動電圧を印加すると、縦屈曲振動が励起され、駆動子39が楕円振動を行う。この超音波アクチュエータ30の詳細な構成については後で説明する。
When an ultrasonic driving voltage is applied to the
アクチュエータ支持板11は、金属板で形成される部材であって、斜め上方に延び、R方向に弾性変形可能な4つの腕部11bと、腕部11bの先端部に配されるビス挿通穴11aと、中央部にてT方向に対向して配される2つの起立部11cと、該起立部先端に配される上記アクチュエータの支持軸36を支持するための切り欠き部11dとを有している。
The
アクチュエータ支持板11は、切り欠き部11dに支持軸36を嵌入させた装着状態で振動子35を保持し、ビス12をビス挿通穴11aを挿通させて固定枠2の内周側からビス穴2cの螺着し、固定枠2の開口部2bの内周側に取り付けられる(図2)。上記取り付け状態で振動子35は、光軸Oに対して垂直なT方向の支持軸36によって回動可能に支持される。また、振動子35は、4つの腕部11bによって光軸Oに対して略垂直な方向のR方向(外周側に向けて)に付勢され、駆動子39を移動枠4の内周面に常時当接させる。
The
ここで、超音波アクチュエータ30の詳細は構成について図11〜18を用いて説明する。
図11は、上記超音波アクチュエータの振動子にフレキシブルプリント基板を固着した状態を支持軸方向からみた図である。図12は、図11のA矢視図である。図13は、図11の振動子からフレキシブルプリント基板を外した状態を支持軸方向から見た図である。図14は、図13のB矢視図である。図15は、図13のC矢視図である。図16は、上記振動子を構成する圧電素子部と絶縁板の焼き付け処理前の分解斜視図である。図17は、上記振動子の屈曲振動と縦振動との合成振動時の変形状態を拡大して示した図であって、振動子が図17(A)の屈曲状態から図17(B)の伸張状態、図17(C)の屈曲状態、図17(D)の収縮状態の順に変形する様子を示している。図18は、上記振動子を駆動するための駆動制御回路のブロック構成図である。なお、図中のOz,R,T方向は、鏡枠装置取り付け状態での方向を示している。
Here, details of the
FIG. 11 is a view of the state in which the flexible printed board is fixed to the vibrator of the ultrasonic actuator as seen from the support axis direction. 12 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. FIG. 13 is a view of the state in which the flexible printed board is removed from the vibrator of FIG. 11 as viewed from the support axis direction. 14 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. FIG. 15 is a view taken in the direction of arrow C in FIG. FIG. 16 is an exploded perspective view of the piezoelectric element portion and the insulating plate constituting the vibrator before baking. FIG. 17 is an enlarged view showing a deformed state of the vibrator when combined with bending vibration and longitudinal vibration. The vibrator is changed from the bent state of FIG. It shows a state of deformation in the order of the extended state, the bent state of FIG. 17C, and the contracted state of FIG. FIG. 18 is a block configuration diagram of a drive control circuit for driving the vibrator. In addition, the Oz, R, and T directions in the figure indicate the directions when the lens barrel device is attached.
上記超音波アクチュエータ30を構成する振動子35は、図14,16等に示すように複数の2種類の圧電シート37X,37Yと2枚の絶縁板37A,37Bからなる積層圧電体35Aと、導電性銀ペーストからなる電極41a,41b,41c,41d,41a′,41b′とで形成され、さらに、前述した支持軸36と一対の駆動子39とが取り付けられる。
The
2種類の圧電シート37X,37Yは、それぞれ厚さ100μm程度の矩形の圧電素子からなる。圧電シート37Xには、その前面に厚さ10μm程度の銀−パラジウム合金が塗布された第一内部電極37Xa,37Xc,37Xc′,37Xa′が絶縁された4つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向(Oz方向)の端面位置まで上記各内部電極の上側端部が伸びている(図16)。
The two types of
一方、圧電シート37Yには、その前面に厚さ10μm程度の銀−パラジウム合金が塗布された第二内部電極37Yb,37Yd,37Yd′,37Yb′が絶縁された4つの領域に分割されて配置されている。圧電素子の長手方向(Oz方向)の端面位置まで上記内部電極の下側端部が伸びている(図16)。
On the other hand, the second internal electrodes 37Yb, 37Yd, 37Yd ', 37Yb', whose front surface is coated with a silver-palladium alloy having a thickness of about 10 μm, are divided into four insulated regions and disposed on the
互いに隣接する上記圧電シート37X,37Y同士の第一内部電極37Xa,37Xc,37Xc′,37Xa′と第二内部電極37Yb,37Yd,37Yd′,37Yb′とは形状が同じで、電極端部が上下が逆になり、積層されたときに矩形電極面が互いに重なる位置に配置されている。このような内部電極が施された2種類の圧電シート37X,37Yを交互に40層程度積層される。
The first internal electrodes 37Xa, 37Xc, 37Xc ', 37Xa' of the
図16に示すように積層された圧電素子の左側端面には、第一内部電極37Xa,37Xcおよび第二内部電極37Yb,37Ydの端部が積層状態で露呈する内部電極露呈部が形成されている(図示せず)。積層された圧電素子の右側端面には、第一内部電極37Xc′,37Xa′および第二内部電極37Yd′,37Yb′の端部が積層状態で端面に露呈する内部電極露呈部が形成される(図示せず)。さらに、上記内部電極露呈部上にそれぞれ導電性銀ペーストからなる各4つの独立した外部電極が両側面部に形成され、該内部電極と導通するようになっている(図14)。 As shown in FIG. 16, on the left end face of the stacked piezoelectric elements, there are formed internal electrode exposing portions where the end portions of the first internal electrodes 37Xa and 37Xc and the second internal electrodes 37Yb and 37Yd are exposed in a stacked state. (Not shown). On the right end surface of the laminated piezoelectric element, an internal electrode exposing portion is formed in which the end portions of the first internal electrodes 37Xc ′ and 37Xa ′ and the second internal electrodes 37Yd ′ and 37Yb ′ are exposed on the end surfaces in the laminated state ( Not shown). Further, four independent external electrodes each made of a conductive silver paste are formed on both side surfaces on the internal electrode exposed portion, and are electrically connected to the internal electrodes (FIG. 14).
上記積層された圧電素子の前後面に圧電シート37X,37Yと同一矩形形状の絶縁板37A,37Bが配され、積層圧電体35Aが形成される。前面側の絶縁板37Aの表面には図13に示されるように導電銀ペーストからなる電極41a,41b,41c,41d,41a′,41b′が形成される。
Insulating
上記絶縁板37A上の電極41a,41b,41c,41d,41a′,41b′は、上記各積層された圧電シート毎の両側に露呈した積層状態の両側面内部電極にそれぞれにより電気接続される。すなわち、電極41aには、第一内部電極37Xaが電気接続される。電極41bは、第二内部電極37Ybと電気接続される。電極41cには、第一内部電極37Xcおよび第一内部電極37Xc′が電気接続される。電極41dには、第二内部電極37Ydおよび第二内部電極37Yd′が電気接続される。電極41a′には、第一内部電極37Xa′が電気接続される。電極41b′には、第二内部電極37Yb′が電気接続される。
The
上記電極接続状態の積層された圧電シート37X,37Yに絶縁板37A,37Bを重ねた状態の積層圧電体35Aを焼き付け処理し、上記各電極を利用して分極を行うと振動子35となる。
When the laminated
振動子35の積層方向と直交する方向(R方向)の端面上であって、長手方向(Oz方向)の振動の腹位置に一対の駆動子39が接着固着される。なお、該駆動子39は、高分子材料にアルミナを分散して形成されている。
A pair of
さらに、振動子35の略中央部、すなわち、振動子の振動中立点である節となる位置には積層方向(T方向)に貫通穴が穿設されており、該貫通穴には、ステンレス材等よりなる支持軸36が貫通して接着固定される(図14)。
Further, a through hole is formed in the stacking direction (T direction) at a substantially central portion of the
振動子35の絶縁板37Aに設けられた各電極41a,41b,41c,41d,41a′,41b′上には、接続パターンを有する接続基板であるFPC42が各電極と電気接続された状態で装着される(図11)。
On each
詳しくは、接続FPC42は、図11に示すように信号ライン42a,42b,42c,42dの接続パターンを有しており、信号ライン42a(A1+側)には、絶縁板37Aの電極41aと41a′とが共に接続される。信号ライン42b(A1−側)には、絶縁板37Aの電極41bと41b′とが共に接続される。信号ライン42c(A2+側)には、絶縁板37Aの電極41cが接続される。信号ライン42d(A2−側)には、絶縁板37Aの電極41dが接続される。そして、該信号ライン42a,42b,42c,42dは、後述する振動子駆動回路24に接続される。
Specifically, the
なお、振動子駆動回路24は、発振部45,移相部46,駆動部47等を有してなり、後述するように駆動部47を介して位相制御された駆動電圧(周波信号)が振動子35に印加される。
The
上記駆動電圧が印加された振動子35は、図17(A),(B),(C),(D)に示す屈曲定在波振動と縦振動が合成された振動が生じ、駆動子39の先端に位相のずれた楕円振動(図11に示す軌跡E1 ,E2 の楕円振動)を発生させる。駆動子39の接触面には移動枠4が押圧されているので、上記楕円振動によって移動枠4が相対的にOz方向に移動する。
The
次に、超音波アクチュエータ30の振動子35の動作について図17,18等を用いて詳しく説明する。
超音波アクチュエータ30の振動子35は、鏡枠装置1が装着されるカメラボディに内蔵される図18のボディ制御用マイクロコンピュータ(以下、Bμcomと記載する)50の制御部からの制御信号と、鏡枠装置1側に内蔵されるレンズ制御用マイクロコンピュータ(以下、Lμcomと記載する)20の振動情報検出部である位相差検出部48および電流検出部49の検出信号に基づいて制御され、図18に示す発振部45,移相部46,駆動部47からなる振動子駆動回路24によって駆動される。
Next, the operation of the
The
図18の駆動回路において、発振部45からの信号は、1つの信号ライン42a,42b(A1+,−)にはそのままの信号を、他方の信号ライン42c,42d(A2+,−)には移相部46により90°位相を変えた信号が駆動部47に入力される。
In the drive circuit of FIG. 18, the signal from the oscillating
すなわち、移相部46を通らない信号入力のうち、1つは、そのままの位相で電圧増幅された信号が第一の信号(A1+)として接続FPC42の信号ライン42aに出力される。他の1つは、第一の出力とは出力を反転し(マイナスの電圧)、すなわち、位相を180°ずらして電圧増幅された出力が第二の信号(A1−)として信号ライン42bに出力される。
That is, in one of the signal inputs that do not pass through the
一方、移相部46を通った90°位相を変えた信号入力のうち、1つはそのままの位相で電圧増幅された信号が第三の信号(A2+)として信号ライン42cに出力され、他の1つは第三の信号とは出力を反転し(マイナスの電圧)、すなわち、位相を180°ずらして電圧増幅された出力が第四の信号(A2−)として信号ライン42dに出力される。
On the other hand, among the signal inputs whose phase is changed by 90 ° through the
上述した第一〜四の信号を振動子35に入力することによって、振動子35は屈曲振動と縦振動が合成された振動が生じ(図17(A)〜(D))、駆動子39の先端に位相のずれた楕円振動(図11の軌跡E1 ,E2 に示される)を発生させる。振動子35の駆動子39の先端には被駆動体である移動枠4が押圧されているので、駆動子39を介して楕円振動の回転方向に沿ったOz方向の相対駆動力が移動枠4に与えられる。
By inputting the first to fourth signals described above to the
なお、上記駆動子39の楕円振動の回転方向によって移動枠4に与える駆動力の方向が定まるが上記楕円振動の回転方向は、移相部46での位相ずれによって設定される。
The direction of the driving force applied to the moving
振動子35の駆動信号ラインには振動状態を表すパラメータである振動子に印加される周波信号の電流を検出するLμcom20内の電流検出部49が接続されている。さらに、電流検出部49には発振部45からの周波信号の電圧と電流検出部49で検出した電流との位相差を検出するLμcom20内の位相差検出部48が接続されている。また、位相差検出部48には、検出した電流と電圧との位相差信号を取り込むためにBμcom50内の制御部が接続されている。上記制御部には、発振部45が接続されている。
The drive signal line of the
位相差検出部48により、振動子35の振動状態のパラメータである電流と電圧との位相差が検出され、検出された電流と電圧との位相差を利用して上記制御部では、外部環境により振動状態が変化した振動子35の共振周波数付近の周波数を検出することができる。また、検出された共振周波数付近の周波数を発振部45にフィードバックする。
The phase difference between the current and voltage, which is a parameter of the vibration state of the
なお、本実施形態の場合、振動子35に印加する駆動信号を周波信号としたが、矩形波、正弦波信号、または、鋸波信号とすることもできる。また、本実施形態の場合、位相差検出部48で検出される位相差は、発振部45の周波信号の電圧と振動子に印加される周波信号の電流との位相差としたが、これに限定するものではなく振動子に印加する周波信号の電圧と電流との位相差であっても良い。
In the present embodiment, the drive signal applied to the
上述したように、本実施形態における超音波アクチュエータ30では、位相差検出部48で検出した振動子35に印加する周波信号の電流と発振部45からの周波信号の電圧との位相差を上記Bμcom50の制御部に入力して、周波数検出動作を行った時点での振動子35の共振周波数近傍の周波数が検出される。その結果を発振部45にフィードバックすることにより、外部要因の変化に伴い振動子35の共振状態が変化した場合でも共振周波数付近の周波数を検出して該周波数で駆動することができるため、駆動効率の良い状態で振動子35を駆動できるという効果が得られる。
As described above, in the
上述の構成を有する鏡枠装置1において、移動枠4は、アクチュエータ支持板11を介して超音波アクチュエータ30が装着されている固定枠2の外周部に嵌入され、固定枠2のガイドピン2aが移動枠4の直進ガイド溝4aに摺動可能に嵌入する(図3)。従って、移動枠4は、固定枠2に対して回転規制され、進退可能に支持される。その取り付け状態で振動子35の駆動子39は、移動枠4の内周部に所定の当接圧で接触する。その当接圧は、アクチュエータ支持板11の腕部11bの弾性変形により得られる。
In the
さらに、移動枠4の外周部に従動枠6が嵌入され、従動枠6の外周部に外枠5が嵌入される。外枠5の外周部は、固定枠2に固定される支持枠3の内側に配される摩擦潤滑シート部材8の内周に嵌入される(図5)。上記嵌入状態でローラ7は、従動枠6のローラ挿入穴6aに挿入され、回転可能に支持される。そして、ローラ7の外周部は、移動枠4と外枠5とのローラガイド溝4b,5bに嵌入し、該溝により所定の当接圧で径方向に挟持されて保持される。
Further, the driven
ここで、鏡枠装置1の進退動作について説明すると、いま、鏡枠装置1が図5,8に示す初期状態(繰り込み状態)にあるとし、電動によるフォーカス駆動を行うため、超音波アクチュエータ30の振動子35に上述した周波信号を印加すると、駆動子39が図11に示す方向の楕円振動される。駆動子39に圧接している移動枠4に+Oz方向の駆動力が作用し、同方向に繰り出される。外枠5が支持枠3によって定位置に保持されているとすれば、移動枠4の繰り出しに伴ってローラ7が外枠5と移動枠4の間で転動しながら+Oz方向に移動し、図6,9に示すように従動枠6がローラ7と共に繰り出される。レンズ保持枠9も一体で繰り出され、電動によるフォーカシングが行われる。
Here, the advancing / retreating operation of the
一方、鏡枠装置1が図5,8に示す初期状態(繰り込み状態)にあるとき、マニュアルフォーカス操作を行うため、外枠5を+Oz方向に手動によって繰り出した場合、移動枠4が内面側に当接している駆動子39によって定位置に保持されていることから、ローラ7が外枠5と移動枠4の間で転動しながら+Oz方向に移動し、図7,10に示すように従動枠6がローラ7と共に繰り出される。レンズ保持枠9も一体で繰り出され、マニュアルフォーカシングが行われる。
On the other hand, when the
なお、レンズ保持枠9を逆に−Oz方向に繰り込む電動、または、マニュアルによるフォーカス駆動は、上述の動作と逆の動作によって行うことができる。
In addition, the electric drive or the manual focus drive for retracting the
上述した本実施形態の鏡枠装置1によれば、電動による進退駆動とマニュアル操作による進退駆動を従動枠6にローラ7を組み込むことによって、直進駆動を回転動作に変換することなく直接的進退駆動を行わせることができ、鏡枠装置のコンパクト化や小型化を実現できる。
According to the
なお、本鏡枠装置1を構成する固定枠2、移動枠4、外枠5等は、回転駆動されないことから上述した円環形状の枠部材に限らず、楕円環形状や四角柱形状の枠部材であっても本発明の要旨は、適用することができる。
The fixed
また、本実施形態では、鏡枠装置1は、電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作を可能とするものとして説明したが、同様の構成で電動およびマニュアルによるズーミングが可能な鏡枠装置にも適用可能である。
In the present embodiment, the
次に、本発明の第二の実施形態の鏡枠装置について、図19〜25を用いて説明する。
本第二の実施形態の鏡枠装置は、前記第一の実施形態と同様に電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作が可能な鏡枠装置であるが、マニュアルフォーカス操作用外枠が回動操作可能になっている。その他の構成は、第一の実施形態と同様であり、同一の構成部材には同一の符号を付し、以下、主に異なる部分について説明する。
Next, a lens barrel device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The lens frame device of the second embodiment is a lens frame device capable of electric focus drive and manual focus operation as in the first embodiment, but the outer frame for manual focus operation can be rotated. It has become. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals, and different portions will be mainly described below.
図19は、本実施形態であるレンズ鏡枠駆動装置を内蔵する鏡枠装置の分解斜視図である。図20は、上記鏡枠装置の斜視図(一部を断面で示す)であって、駆動初期状態を示す。図21は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、移動枠による駆動状態を示す。図22は、上記鏡枠装置の部分断面を示す斜視図であって、外枠による駆動状態を示す。図23は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図20に対応する状態を示す。図24は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図21に対応する状態を示す。図25は、上記鏡枠装置の部分断面図であって、図22に対応する状態を示す。但し、図20〜22においては、図面が煩雑になるのを避けるため、図19に示されている後述のレンズ保持枠9と撮影レンズ10とが省略されている。
FIG. 19 is an exploded perspective view of a lens barrel device incorporating a lens barrel driving device according to the present embodiment. FIG. 20 is a perspective view (partially shown in cross section) of the lens barrel device, showing an initial driving state. FIG. 21 is a perspective view showing a partial cross section of the lens barrel device, and shows a driving state by the moving frame. FIG. 22 is a perspective view showing a partial cross section of the lens barrel device, and shows a driving state by the outer frame. FIG. 23 is a partial sectional view of the lens barrel device and shows a state corresponding to FIG. FIG. 24 is a partial sectional view of the lens barrel device and shows a state corresponding to FIG. FIG. 25 is a partial sectional view of the lens barrel device and shows a state corresponding to FIG. However, in FIGS. 20 to 22, a
本実施形態の鏡枠装置51も電動によるフォーカス駆動とマニュアルフォーカス操作が可能な鏡枠装置であり、図19,20に示すように固定部材である固定枠2と、固定枠2の外周の嵌入して固着される支持枠53と、電動用駆動部材である移動枠4と、手動用駆動部材(手動回動操作部材)である回動操作枠57と、外枠55と、被駆動部材である従動枠6と、従動枠6の固着され、移動レンズである撮影レンズ10を保持するレンズ保持枠9と、固定枠2に対してアクチュエータ支持板11を介して装着される超音波アクチュエータ30と、従動枠6の円環部上の貫通する穴部内に支持される転動体としてのローラ7とを具備している。
The
本鏡枠装置51の構成部材として上述の支持枠53,回動操作枠57,外枠55が第一の実施形態の鏡枠装置1と異なり、他の構成部材は、同様の部材で構成される。
Unlike the
支持枠53は、固定枠2の後方外周部に嵌入固着される段付き円環形状の枠部材であって、先端部内周に沿って回動操作枠57との連結用係合部53cが設けられる。
The
外枠55は、従動枠6の外周部に嵌入するOz方向に直進移動可能な円環状の枠部材であり、外枠55の内周部上部にOz方向のローラガイド溝55bが設けられ、さらに、外周部にはネジ穴55cに螺着されるピン55aが設けられる。
The
回動操作枠57は、回動操作が可能な円環形状の枠部材であって、後端部には支持枠53の連結用係合部53cに係合可能な回動操作枠側係合部57cが設けられ、また、円環部にOz方向に対して斜行する斜行ガイド溝57aが設けられる。
The
上述した外枠55は、固定枠2および超音波アクチュエータ30、移動枠4等がその内周部に組み込まれた従動枠6の外周部に摺動可能に嵌入される。そして、ローラ7を外枠55のローラガイド溝55bに嵌入させる。さらに、回動操作枠57は、外枠55の外周部に回転可能に嵌入され、後端部の係合部57cを支持枠53の連結用係合部53cに係合させる。さらに、ピン55aを斜行ガイド溝57aに嵌入させ、外枠55の外周に螺着させる。
The
上述の構成を有する鏡枠装置51における進退動作について説明すると、いま、鏡枠装置51が図20,23に示す初期状態(繰り込み状態)にあるとき、電動によるフォーカス駆動を行うため、超音波アクチュエータ30の振動子35に上述した周波信号を印加すると、駆動子39が図11に示す方向の楕円振動される。第一の実施形態の場合と同様に駆動子39に圧接している移動枠4に+Oz方向の駆動力が作用し、同方向に繰り出される。そのとき、外枠55はピン55aが回動操作枠57の斜行ガイド溝57aに嵌入しているためにその摩擦抵抗を受けて定位置に保持されている。従って、上述した移動枠4の繰り出しに伴ってローラ7が外枠55と移動枠4の間で転動しながら+Oz方向に移動し、図21,24に示すように従動枠6がローラ7と共に繰り出される。レンズ保持枠9も一体で繰り出され、電動によるフォーカシングが行われる。
The advancing / retreating operation of the
一方、鏡枠装置51が図20,23に示す初期状態(繰り込み状態)にあるとき、マニュアルフォーカス操作を行うため、回動操作枠57を+D方向(被写体側から見て反時計回り)に手動によって回動操作すると、外枠55が斜行ガイド溝57aによって+Oz方向に繰り出される。移動枠4が内面側に当接している駆動子39によって定位置に保持されていることから、上述した外枠55の繰り出し移動によってローラ7が外枠55と移動枠4の間で転動しながら+Oz方向に移動する。そして、図22,25に示すように従動枠6がローラ7と共に繰り出される。レンズ保持枠9も一体で繰り出され、マニュアルフォーカシングが行われる。
On the other hand, when the
なお、レンズ保持枠9を逆に−Oz方向に繰り込む電動、または、マニュアルによるフォーカス駆動は、上述の動作と逆の動作によって行うことができる。
In addition, the electric drive or the manual focus drive for retracting the
上述した本実施形態の鏡枠装置51によれば、前述した第一の実施形態の場合と同様の効果を奏し、特にマニュアルフォーカス操作のための回動操作枠57を外周部に設けたのでマニュアルフォーカス操作がやりやすく、使い勝手のよい鏡枠装置を実現できる。
According to the
本発明によるレンズ鏡枠駆動装置は、撮影レンズ進退させるためのマニュアル操作と電動駆動とが可能なレンズ鏡枠駆動装置において、構成が簡単なレンズ鏡枠駆動装置として利用が可能である。 The lens barrel driving device according to the present invention can be used as a lens barrel driving device having a simple configuration in a lens barrel driving device capable of manual operation and electric driving for advancing and retracting the photographing lens.
4 …移動枠(電動用駆動部材,円環状の部材)
5 …外枠
(手動用駆動部材,円環状の部材)
6 …従動枠
(被駆動部材,駆動変換機構,
円環状の部材)
6a…ローラ挿入穴(窓部)
6b…軸支溝(支持手段)
7 …ローラ(転動体,駆動変換機構)
10 …撮影レンズ(移動レンズ)
11 …アクチュエータ取り付け板(付勢手段)
35 …振動子
57 …回動操作枠
(手動用駆動部材,手動回動操作部材,
円環状の部材)
代理人 弁理士 伊 藤 進
4 ... Moving frame (electric drive member, annular member)
5 ... Outer frame (manual drive member, annular member)
6 ... driven frame (driven member, drive conversion mechanism,
(Annular member)
6a ... Roller insertion hole (window)
6b ... Shaft support groove (support means)
7 Roller (rolling element, drive conversion mechanism)
10 ... Photography lens (moving lens)
11 ... Actuator mounting plate (biasing means)
35 ...
(Annular member)
Agent Patent Attorney Susumu Ito
Claims (9)
上記振動子の楕円振動の作用を受け、上記振動子に対して相対的に光軸方向に沿って直進駆動される電動用駆動部材と、
手動操作に応じて、光軸方向に沿って移動可能に設けられた手動用駆動部材と、
上記電動用駆動部材の外面と上記手動用駆動部材の内面とに圧接接触して光軸方向に沿って転動可能な転動体が配設されていて、上記電動用駆動部材と上記手動用駆動部材との相対的な光軸方向に沿う移動を受けて回転しながら移動する上記転動体と一緒に光軸方向に沿って直進移動する被駆動部材と、
を有することを特徴とするレンズ鏡枠駆動装置。 At least one vibrator that generates elliptical vibration by combining bending standing wave vibration and longitudinal vibration;
An electric drive member that receives the action of elliptical vibration of the vibrator and is driven to move straight along the optical axis direction relative to the vibrator;
A manual drive member provided so as to be movable along the optical axis direction according to a manual operation;
A rolling element is disposed in pressure contact with the outer surface of the electric drive member and the inner surface of the manual drive member, and is capable of rolling along the optical axis direction. The electric drive member and the manual drive A driven member that moves linearly along the optical axis direction together with the rolling element that moves while rotating in response to movement along the optical axis direction relative to the member;
A lens barrel driving device comprising:
上記被駆動部材と光軸方向に沿って一体的に移動可能に、且つ、上記被駆動部材に対して相対的に回動可能に上記転動体を支持する支持手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置。 Furthermore, a window portion formed through the inner and outer surfaces of the driven member so as to expose the rolling elements on the inner surface and the outer surface;
Support means for supporting the rolling element so as to be movable integrally with the driven member along the optical axis direction and rotatable relative to the driven member;
The lens barrel driving device according to claim 1, comprising:
上記手動回転操作部材の回動操作に応じて、上記手動用駆動部材を光軸方向に沿って直進移動するように変換する駆動変換機構と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡枠駆動装置。 Further, a manually operated manual rotation operation member,
A drive conversion mechanism that converts the manual drive member so as to move straight along the optical axis direction in accordance with a rotation operation of the manual rotation operation member;
The lens barrel driving device according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004254817A JP2006071942A (en) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | Lens frame driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2006071942A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8031418B2 (en) | 2008-04-14 | 2011-10-04 | Tamron Co., Ltd. | Lens driving mechanism and image pickup apparatus using the same |
JP2012022349A (en) * | 2011-11-04 | 2012-02-02 | Canon Inc | Optical device |
JP2012237870A (en) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Olympus Imaging Corp | Drive control device |
-
2004
- 2004-09-01 JP JP2004254817A patent/JP2006071942A/en not_active Withdrawn
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JP2012237870A (en) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Olympus Imaging Corp | Drive control device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |